库什塔依水电站导流兼泄洪洞底流消能设计的数值模拟.docx

第38卷第4期2012年4月

水力发电

库什塔依水电站建设

库什塔依水电站建设

库什塔依水电站导流兼泄洪洞底流消能设计的数值模拟

张岩

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)

摘要：库什塔依水电站导流兼泄洪洞出口消能根据地形条件采用底流消能工消能。通过采用RNGk~e模型模拟湍流，利用VOF法追踪自由水面，对通过物理模型试验最终确定的消力池及其辅助消能工体形进行三维流场数值模拟计算，并将物理模型试验结果与数值模拟计算结果进行对比，分析表明两者吻合较好，其结果可以为底流消能体形优化设计提供依据。

关键词：底流消能；数值模拟；体形优化；导流泄洪洞；库什塔依水电站

NumericalSimulationontheDesignofOutletEnergyDissipationfortheDiversionSpillwayTunnelof

KushitayiHydropowerStation

ZhangYan

(XinjiangInvestigationandDesignInstituteforWaterResourcesandHydropower,Urumqi830000,Xinjiang,China)

Abstract:ThehydraulicsjumpisusedfortheoutletenergydissipationofdiversionspillwaytunnelinKushitayiHydropowerStationaccordingtoterainconditions.TheRNGk~eturbulencemodelandVOFMethodareemployedtonumericallysimulatethe3-Dflowfieldofstilingpoolwhichisdeterminedbyphysicalmodeltests.Thecomparisonofphysicalmodeltestandnumericalsimulationshowsthatthedifferenceisnotapparent.Thenumericalsimulationcanprovidereferencefortheshapedesignandoptimizationofenergydissipator.

KeyWords:energydissipationbyhydraulicsjump;numericalsimulation;shapeoptimization;diversionspillwaytunnel;KushitayiHydropowerStation

中图分类号：TV551.1;TV651.3(245)文献标识码：A文章编号：0559-9342(2012)04-0073-03

1工程概况

库什塔依水电站工程为二等大(2)型工程，由拦河坝、溢洪洞、导流兼泄洪洞、发电引水洞、厂房等建筑物组成。导流兼泄洪洞布置于右岸，由引渠段、进口闸井段(桩号0-018.00~0+000.00)、洞身段(桩号0+000.00~0+263.60)、出口闸井段(桩号0+263.60~0+283.60)、消力池段(桩号0+283.60~0+395.22)、出口明渠段(桩号0+395.22~0+483.72)及护坡段组成。进水口为岸塔式，采用有压泄流方式，出口消力池消能。校核水位弧门全开时，水工模型试验结果显示可下泄601m3/s。

2消力池设计

消力池位于导流兼泄洪洞出口，用来消除导流兼

泄洪洞出口水流的能量。水流经出口工作闸井后，由渥奇扩散渐变段进入消力池。在水工模型试验前，采用经验公式初步给出消力池结构尺寸，计算公式如下：d=σh?-h?-△Z(1)

(2)

Lx=0.8L(3)

L=6.9(h?-h?)(4)

(5)

(6)

收稿日期：2012-01-19

作者简介：张岩(1981—),男，河南南阳人，工程师，从事水电站设计工作。

WaterPowerVol.38No.473

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